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2020 , Vol. 40 >Issue 9: 133 - 144

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2020.09.014

产业经济与创新发展

我国沿海地区产业生态化演变与影响因素

  • 程钰 ,
  • 李晓彤 ,
  • 孙艺璇 ,
  • 陈延斌 , ※
展开
  • 山东师范大学 地理与环境学院，中国山东 济南 250014
※陈延斌（1981—），男，山东济南人，博士，讲师。主要研究方向为城市与区域规划。E-mail：。

程钰（1984—），男，山东潍坊人，博士，教授，博士生导师。主要研究方向为经济地理及区域生态经济。E-mail：。

收稿日期: 2019-11-26

  修回日期: 2020-07-02

  网络出版日期: 2025-04-23

基金资助

国家自然科学基金项目(41871121)

山东省高等学校优秀青年科技创新团队支持计划(2019RWE014)

中国博士后基金特别资助(2019T120603)

山东省重点研发计划（软科学重点）(2019RZB01194)

收起

Evolution Characteristics and Its Influencing Factors of Industrial Ecologicalization in the Coastal Areas of China

  • CHENG Yu ,
  • LI Xiaotong ,
  • SUN Yixuan ,
  • CHEN Yanbin , ※
Expand
  • College of Geography and Environment，Shandong Normal University，Shandong 250014，Jinan，China

Received date: 2019-11-26

  Revised date: 2020-07-02

  Online published: 2025-04-23

Fold

摘要

运用熵值模型、耦合度、协调度模型，借助空间计量模型分析我国沿海地区产业生态化时空演变特征及其影响因素，研究表明：①2000—2015年我国沿海地区产业生态化水平及其构成指数整体呈持续上升趋势，产业生态化水平由2000年的0.317上升至2015年的0.730，产业效率与生态效率耦合度、协调度逐渐提高，以中高度协调为主。②区域产业生态化水平、产业效率和生态效率空间差异明显，天津、北京、上海等地区产业生态化指数以及产业效率、生态效率最高，而河北、广西等地区相对较低。协调度、耦合度也呈现一定的空间差异。③工业集聚与区域产业生态化、产业效率和生态效率呈显著性负相关，科技创新、环境规制、城镇化、全球化与产业生态化呈显著性正相关，市场化与生态效率呈显著性正相关。研究从促进产业结构转型升级、提升绿色科技创新能力、优化市场经济体制、提高公众环境保护意识等方面提出对策建议。

关键词： 产业生态化; 产业效率; 生态效率; 绿色发展; 科技创新; 环境规制

本文引用格式

程钰 , 李晓彤 , 孙艺璇 , 陈延斌 . 我国沿海地区产业生态化演变与影响因素[J]. 经济地理, 2020 , 40(9) : 133 -144 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2020.09.014

Abstract

The impact of human activities on the environmental resources of the Earth's surface is the key content of geography research. As the main behavior of human beings acting on human-land systems,industrial activities are important carriers for human resources and environment. The study uses the entropy weight model,coupling degree and coordination degree model to analyze the spatial and temporal evolution characteristics of industrial ecology in eastern China's coastal areas and its influencing mechanism by means of spatial econometric model. The research shows that: 1) The overall level of industrial ecology in the eastern coastal areas of China has continued to rise steadily,from 0.317 in 2000 to 0.730 in 2015. The coupling degree and coordination degree of industrial efficiency and ecological efficiency gradually increased,with medium-to-high degree coordination; 2) Regional industrial ecological level,industrial efficiency and ecological efficiency have significant spatial differences. Tianjin,Beijing,Shanghai and other regions have the highest industrial ecological index and industrial efficiency and ecological efficiency,while Hebei and Guangxi are relatively low. Coordination degree and coupling degree also show certain spatial differences; 3) Industrial agglomeration is significantly negatively correlated with regional industrial ecology,industrial efficiency and ecological efficiency,and scientific and technological innovation,environmental regulation,urbanization,globalization and industrial ecology have a significant positive correlation,marketization and ecological efficiency are significantly positively correlated. On this basis,the research proposes countermeasures to promote the transformation and upgrading of industrial structure,enhance the ability of green science and technology innovation,optimize the market economic system,and raise public awareness of environmental protection,and study to improve the industrial ecological level of the eastern coastal areas and reduce industrial activities.

Key words： industrial ecology; industrial efficiency; ecological efficiency; green development; technological innovation; environmental regulation

1990年代以来，随着可持续发展战略在世界范围内的普遍实施，产业生态化理论与实践得到比利时、丹麦、德国和美国等发达国家高度重视，2017年第九届国际产业生态学会议指出产业生态化是实现区域可持续发展的优先路径[1,2]。随着区域环境负外部性对生产、生活的破坏性加大，中国政府十分重视资源利用与环境保护，设计和实施了多种类型的政策工具来解决环境问题，发展政策中频频出现生态文明和绿色发展因素，强调资源集约节约与循环高效利用，推动传统产业绿色转型，建立绿色、低碳、循环发展的产业体系成为生态文明建设重要内容。
产业生态化理论思想源于1980年代中后期Ayres提出的产业代谢理论和Frosch提出的产业生态系统理论，是在产业生态学理论指导下形成的产业高级发展形态，也是对可持续发展理论的延伸和深化[3]。随着国内外研究的不断深入，以及地理学、经济学、生态学、社会学、管理学、环境学等学科的协同交叉融合，对产业生态化的研究呈现动态化、科学化和多元化趋势[4]，具体体现在以下几个方面：①产业生态化内涵界定方面。分别从生态学和经济学两个视角展开，从生态学视角提出产业生态化是模仿自然生态系统闭路循环的运行模式，按照生态系统组织原理与基本规律构建产业生态系统，将产业活动的资源消耗和环境效应置于产业生态系统物质流动、能源代谢的总过程，实现资源循环利用和环境最小损害[5]；经济学视角主要基于经济学和生态学规律，将产业运行、物质排放、能源流动纳入可持续发展的整体框架中，设计有益于产业发展的循环链条和模式，并运用系统整合的方法构建生态环境系统与经济社会系统相耦合协调的生态产业体系[6]。也有学者从研究内容与追求目标、运行过程、实施对象和优化路径等方面分析产业生态系统对经济效率和生态效率的影响[7]。②产业生态化评价方面。一方面运用物质流分析、产业生态效率和产业生命周期等视角切入产业生态化评价，对区域、行业和企业等开展投入产出、物质流动、共生网络和过程跟踪分析[8⇓⇓-11]，另一方面构建产业生态化综合指标测度体系，从产业发展系统、生态环境系统、产业结构优化度、资源环境效率等方面构建产业生态化体系，运用主成分分析、熵值法、系统分析、耦合协调模型等方法构建评估模型[12⇓-14]，例如陆根尧等从经济社会发展水平、生态保护、资源消耗、污染排放和资源利用等角度研究中国产业生态化水平时空分异特征[15]。③产业生态化影响因素方面。基于产业生态化时空分异特征、行业异质性特征、企业差异特征等，运用空间回归模型、格兰杰因果检验模型[16⇓-18]并结合定性分析研究资源禀赋条件、产业发展政策、空间发展战略、政府环境监管、科技创新应用、市场资源配置、区域分工合作、产业梯度转移等因素对产业生态化演变的影响[19-20]，并构建基于多要素驱动的产业生态化影响机理框架。④产业生态化优化路径方面。产业生态化发展存在建设意识不足、结构不合理、投入资金有限、监管不到位、空间不协调、政策力度有限等制约因素，其优化的实现路径主要从树立生态文明和绿色发展意识、建立产业生态网络、推进产业环境系统适应性发展、构建循环经济发展模式、提升绿色科学技术创新等方面展开[21⇓-23]，以期建立基于园区、产业、企业的产业共生网络，实现不同工艺之间的耦合与资源共享[24⇓-26]，促进产业发展系统和生态环境系统协调发展。
根据上述研究现状和发展动态分析，可以发现国内外学者围绕产业生态化的内涵界定、评价模型、影响因素和优化路径等展开了较为详细的理论与实证探索，并取得了较为丰富的研究成果，但还存在一系列需要解决和思考的问题。一方面复合多维的理论认识使产业生态化内涵界定呈现碎片化特征，其内涵尚存在很多模糊性和不确定性，导致产业生态化缺乏科学合理的评价指标体系，难以开展有效的评估与规律梳理；另一方面，缺乏基于定性与定量相结合方法开展的对产业生态化的静态、动态和时变影响的研究，应强化影响机理研究，以更好地制定符合区域产业生态化发展的战略路径。同时，在研究尺度方面，多数研究从中国整体、省域、城市和生态工业园区展开[27⇓⇓-30]，对具有发展阶段类似、发展战略相近的地带性产业生态化研究相对较少，特别是针对我国沿海发达地区的产业生态化研究相对较少。综上所述，在全球和中国经济进入绿色发展为主要驱动力的新阶段，产业绿色转型与优化调整已成为越来越多国家应对资源环境问题、实现区域可持续发展的首要选择。本文拟以我国沿海地区为研究区域，对产业生态化内涵进行解析和界定，分析产业生态化时空演变特征与驱动机理，并提出切实有效的产业生态化优化路径，建立符合区域特色的产业生态化体系，以期为实现生态文明建设和促进绿色发展提供切实可行的理论和实践指导。

1 研究方法与数据来源

1.1 指标体系构建

本研究结合经济学、管理学、生态学和地理学等学科相关理论，根据国内外相关文献，将产业生态化内涵界定为：涵盖产业发展和生态效率两个维度，产业系统的运行时刻与生态环境发生物质能量的交换、转化和传递，通过模拟自然生态系统构建产业生态系统，实现低耗高效、清洁化的经济高质量增长与资源循环利用、高效利用的生态效益相协调的动态演化过程，推动产业系统与生态系统的耦合协调发展，是一种显化的人地关系。产业生态化是产业可持续发展的高级形式，突出产业发展和生态环境的协调均衡发展，具有产业与生态双向维度，产业效率和生态效率是客观评价产业生态化水平的重要内容[31]。科学合理的指标体系是开展产业生态化评价的基础和前提[32]，本文根据我国沿海地区产业发展现状，在科学性、可比性、系统性、可获得性以及可操作性原则下，从产业效率和生态效率两个维度建立产业生态化指标评价体系（表1）。其中，产业效率层面关注经济增长的水平、结构、技术与效率等方面，生态效率层面主要关注产业发展过程中的资源消耗、污染排放和循环利用等方面，突出强调产业生态系统协调发展。
表1 产业生态化水平评价指标体系

Tab.1 The evaluation index system of industrial ecology level

目标层 系统层 要素层 指标层 单位 属性
产业生态化水平 产业效率 产业发展基础 人均GDP 元 +
第三产业占GDP比重 % +
高新技术产业产值占工业总产值的比重 % +
产业发展效率 全员劳动生产率 元/人·年 +
生态效率 资源消耗 单位GDP能耗 t标准煤/万元 -
单位GDP电耗 kw·h/万元 -
单位GDP水耗 m3/元 -
污染排放 单位工业增加值废水排放量 t/万元 -
单位工业增加值废气排放量 标m3/元 -
单位工业增加值SO2排放量 t/万元 -
单位工业增加值COD排放量 t/万元 -
单位工业增加值固体废弃物产生量 t/万元 -
循环利用 工业固体废物综合利用率 % +
工业重复用水比例 % +

1.2 研究方法

1.2.1 熵值法

熵值法是根据各指标传输给决策者信息量大小确定指标权重的方法，能够克服人为确定权重的主观性以及多指标变量间信息的重叠性[18]，使权重计算结果具有更高的可信度，具体计算步骤如下：
①数据标准化。为克服熵值法测度结果存在偏差，消除各指标之间量纲和正负值取向的差异，对原始数据进行无量纲化处理，选用极差标准化方法，其具体计算公式如下：
y i j = x i j - m i n   x i j m a x x i j - m i n   x i j
y i j = m a x x i j - x i j m a x x i j - m i n   x i j
式中： x i j为指标原始数据矩阵； y i j为标准化处理后的数据值； m a x   x i j和 m i n   x i j分别为研究区域第j项指标的最大值和最小值。
②熵值计算。按照公式（3）计算每一个指标的熵值数据
e j = - k ∑ i = 1 m p i j l n   p i j
式中： e j为指标熵值， 0 ≤ e j ≤ 1； k = 1 / l n m，其中m为评价对象个数； p i j = y i j / ∑ i = 1 m y i j。
③权重确定。按照公式（4）计算各项指标的权重：
w i j = 1 - e i j / ∑ i = 1 n 1 - e i j
式中： w i j研究指标权重； e i j为指标熵值；n为指标数量。
④得分计算：
Y i = ∑ w i j · y i j
式中： w i j为相应的指标权重； y i j为标准化处理后的数据值。

1.2.2 耦合协调度模型

耦合度反映产业生态系统无序及其有序状态间的动态转变过程，体现系统内部各个参量之间的相互作用关系[28]；协调度是对产业生态系统或者系统内各要素之间在发展过程中彼此协调一致程度的定量度量，也能够反映系统内各个要素由无序到有序的演变趋势，能够衡量地区产业生态化要素之间协调程度[33]。基于此，构建耦合协调度模型，测度产业生态化内部产业效率和生态效率的耦合协调程度，具体计算公式如下：
C = U 1 U 2 0.5 U 1 + 0.5 U 2 0.5 U 1 + 0.5 U 2 1 / 2
式中： C为产业效率与生态效率的耦合度，取值范围为0~1，取值越高表示其耦合程度越高（表2）； U 1和 U 2分别代表产业效率和生态效率值。
表2 产业效率与生态效率耦合度分类及耦合等级

Tab.2 Classification and characteristics of the coupling between industrial efficiency and ecological efficiency

耦合度取值 耦合等级 耦合特征
C=0 最小耦合 产业效率与生态效率处于无关状态，产业生态系统将向无序发展
0<C≤0.45 低水平耦合 产业效率与生态效率关联程度低
0.45<C≤0.65 拮抗 产业效率和生态效率进入冲突期
0.65<C≤0.85 磨合 产业生态系统开始良性耦合
0.85<C<1 高水平耦合 产业效率与生态效率相互促进，共同发展
C=1 最大耦合 耦合度最大，系统之间或系统内部要素之间达到了良性共振耦合，系统趋向新的有序结构
为避免产业效率和生态效率同时较低，但耦合度较高的情况出现，引入产业效率与生态效率协调度模型（公式8）。
D = C × T 1 / 2 , 其 中 , T = a U 1 + b U 2
式中：D为产业效率与生态效率协调度，取值范围为0~1，数值越大表示协调度越高；T是产业效率与生态效率的综合评价指数，反映两者整体发展状况对协调度的影响程度，根据已有研究成果和产业效率、生态效率之间的关系，确定a、b分别赋值为0.5、0.5[34]，将协调度分为6个等级[35]（表3）。
表3 产业效率与生态效率协调度分类及协调等级

Tab.3 Coordination degree and coordination grade between industrial efficiency and ecological efficiency

协调度 协调等级 协调特征
D=0 不协调 不协调，产业生态系统整体呈衰退趋势
0<D≤0.45 低度协调 产业效率和生态效率发展水平低，整体协同度不高
0.45<D≤0.65 中度协调 产业效率和生态效率提升，协调度不断提高
0.65<D≤0.85 良好协调 基本协调，整体协同效应达到了较高的程度
0.85<D<1 高度协调 较协调，产业效率和生态效率接近均衡，较理想状态
D=1 极度协调 产业效率与生态效率发展相互促进、协调共生，产业生态系统结构稳定、有序协调

1.3 研究范围与数据来源

以我国沿海地区为研究区域，包括北京、天津、河北、辽宁、上海、浙江、江苏、福建、山东、广东、广西、海南12个省市（未包括香港与澳门特别行政区、台湾地区）。数据主要来源于《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国工业经济统计年鉴》以及沿海地区各省市统计年鉴、国民经济和社会发展统计公报等。

2 我国沿海地区产业生态化时空演变特征

2.1 时序演变特征

2.1.1 产业生态化时序演变特征

2000—2015年我国沿海地区产业生态化水平整体呈持续上升趋势（图1），从2000年的0.317上升至2015年的0.730，增长了1.30倍，产业生态化水平显著提升。
图1 2000—2015年我国沿海地区产业生态化水平

Fig.1 The level of industrial ecology in the coastal areas of China from 2000 to 2015

产业生态化水平的演变大致可以划分为三个阶段：①低水平快速增长期（2000—2007年）。在国家地带性区域发展政策和交通区位的双重优势下，国际产业转移的承接力度日益增强，沿海地区进入工业发展的关键时期，有色金属冶炼、电力、化工等能源重化工业增幅较快，由于产业结构不合理和技术水平限制等因素，资源消耗和污染排放规模相对较大，产业生态化发展水平整体不高，但产业生态化增长速度较快，年均增长率达到51.93%。②略微波动上升时期（2008—2011年）。2008年全球金融危机对以外向型经济为主的沿海地区经济发展造成一定的冲击，生产要素组合效率不高，资源环境投入产出效率受到一定程度的影响，但金融危机对产业结构转型的倒逼机制不断加强，促使区域加快产业结构调整力度，产业生态化水平稳步提升，年均增长率为15.88%。③高速稳定提升阶段（2012—2015年）。沿海地区经济发展进入新常态，由高速增长转变为中高速增长，多数省份人均GDP达到1万美元，生态环境需求和结构调整压力不断增强，产业结构的高级化、协调化水平显著提升，产业发展的资源消耗开始降低，环境损害程度下降，产业生态化水平显著提升，年均增长速度达到10.01%。但当前沿海地区产业生态化整体水平还有一定的提升空间，未来产业发展对资源环境的压力依然严峻，需进一步调整产业结构，实施创新驱动，提高投入产出效率。
产业效率和生态效率均呈现波动上升趋势（图2），其中产业效率由2000年的0.098上升至2015年的0.629，生态效率由2000年的0.536上升至2015年的0.831。产业效率内部的产业发展基础和产业发展效率均呈现上升趋势，指数总体变化幅度较大，反映了进入21世纪以来，我国沿海地区借助良好的要素禀赋优势，在国内投资、消费拉动和市场驱动等条件下，沿海地区产业发展质量显著提升。生态效率内部的资源消耗指数大致呈波动上升趋势，由2000年的0.358上升至2015年的0.803，污染排放指数呈现先上升后下降再上升趋势，由2000年的0.748上升至2015年的0.951，循环利用指数呈现先上升后相对平稳趋势，反映了我国沿海地区高度重视生态文明建设和产业绿色发展，积极推进资源节约型和环境友好型社会建设，生态文明制度体系不断完善，从源头减量化、清洁生产、末端治理等生产过程中的具体环节推进产业系统的生态化运行，有效降低资源消耗和污染排放程度，但由于受到环境规制类型不完善、环境保护投入相对不足和绿色技术创新有待提升等因素的制约，生态效率仍需要稳步提升。
图2 我国沿海地区产业生态化构成要素演变趋势

Fig.2 Evolution of the various factors about industrial ecology in the coastal areas of China

2.1.2 产业效率与生态效率耦合协调时序演变特征

研究期内我国沿海地区产业效率与生态效率的耦合度在0.723~0.990之间（表4），由磨合阶段[36]向高水平耦合阶段演变，表明产业效率与生态效率耦合性相对紧密，两者之间相互影响。同时，产业效率与生态效率协调度呈现逐年上升趋势，从2000年的0.479上升至2015年的0.852，由中度协调向高度协调转变，表明沿海地区产业生态化协调水平不断提高，产业生态系统逐渐优化，但也应该看到，当前产业效率与生态效率协调程度还存在进一步提升的空间。
表4 2000—2015年我国沿海地区产业效率和生态效率的耦合程度

Tab.4 Coupling degree of industrial economic efficiency and ecological efficiency in the coastal areas of China

年份 产业效率 生态效率 耦合度 协调度 协调等级
2000 0.098 0.536 0.723 0.479 中度协调
2001 0.113 0.552 0.751 0.500 中度协调
2002 0.129 0.564 0.778 0.519 中度协调
2003 0.148 0.575 0.807 0.540 中度协调
2004 0.176 0.598 0.838 0.570 中度协调
2005 0.210 0.631 0.866 0.603 中度协调
2006 0.247 0.653 0.892 0.634 中度协调
2007 0.295 0.668 0.922 0.666 良好协调
2008 0.308 0.693 0.923 0.680 良好协调
2009 0.369 0.719 0.947 0.718 良好协调
2010 0.412 0.751 0.957 0.746 良好协调
2011 0.498 0.763 0.978 0.785 良好协调
2012 0.526 0.801 0.978 0.806 良好协调
2013 0.562 0.815 0.983 0.823 良好协调
2014 0.600 0.828 0.987 0.840 良好协调
2015 0.629 0.831 0.990 0.852 高度协调

2.2 空间演变特征

2.2.1 产业生态化空间演变特征

为能够科学反映我国沿海地区产业生态化空间分异特征，根据2000—2015年中国沿海地区产业生态化指数计算结果，采用自然断裂点法（Natural Breaks）将2000、2005、2010、2015年产业生态化及其产业效率和生态效率指数划分为五个等级，以探讨中国产业生态化指数的空间分异特征（图3）。综合沿海地区产业生态化空间分布特点，天津、北京、上海地区产业生态化指数最高，2015年分别为0.919、0.908和0.846，这些地区第三产业、高新技术产业比例高，高污染密集型行业占比相对较低，产业结构层次比较高，对资源消耗和环境污染的影响程度相对较低，例如北京市、上海市第三产业比例达到79.7%、67.8%，产业发展对资源环境的胁迫效应相对较低；辽宁、江苏、浙江、山东、广东、海南等省份产业生态化指数为中等水平，此类省份的产业经济发展良好，环境管理具有一定基础，但由于经济规模的不断扩大和资源规模的有限等问题，产业结构的内部调整和绿色转型仍然存在一定的发展空间，人地矛盾与资源环境压力依然严峻；河北、广西和福建等省份产业生态化指数较低，其中2015年河北省产业生态化指数最低，为0.587，此类地区经济发展依赖于工业化规模的快速扩张和总量扩张，产业结构优化提升、高级化发展有限，产业发展低端同质化现象明显，导致出现产业环境系统资源配置的低效现象，例如广西、河北2015年第三产业占比分别为38.8%和40.2%，高新技术产业比重也相对较低，产业全员劳动生产率不高，以重型化为特征的传统产业仍然占据主导地位，在短期内难以得到有效的改变，产业发展与资源环境的矛盾依然突出。综合来看，2000—2015年沿海地区12个省市产业生态化水平整体均呈现上升趋势，但整体的空间分异格局变化不大。
图3 我国沿海地区产业生态化发展水平空间格局

Fig.3 The spatial characteristics of industrial ecological development level in the coastal areas of China

从产业效率维度来看，天津、北京、上海等地区产业效率相对较高，2015年产业效率指数分别为0.883、0.869和0.777，广西、福建和河北等地区产业效率相对较低，2015年产业效率指数分别为0.489、0.495、0.509。从生态效率维度来看，北京、天津和上海的生态效率大于0.900，与产业效率协同性较高，河北、辽宁和广西生态效率指数相对较低，但也高于0.650，反映了近些年我国沿海地区在资源利用和环境保护方面取得了积极成效，也表明研究区域的产业效率与生态效率有一定的关联性。

2.2.2 产业效率与生态效率耦合协调空间演变特征

我国沿海地区产业效率与生态效率的耦合度和协调度呈现一定程度的区域差异，各省市产业效率和生态效率的耦合度、协调度呈平稳上升趋势（图4）。其中，2000年各省市产业效率和生态效率耦合度在0.542~0.895之间，以生态效率和经济效率拮抗、磨合为主，协调度在0.322~0.615之间，河北、辽宁、山东、广西为低度协调，其它地区为中度协调；2005年耦合度介于0.778~0.952之间，以磨合和高水平耦合为主，协调度在0.489~0.754之间，北京、天津和上海地区为良好协调，其余地区为中度协调；2010年耦合度大于0.900，处于高水平耦合，协调度在0.680~0.855之间，北京为高度协调，其余地区为良好协调；2015年，耦合度大于0.960，协调度介于0.763~0.958之间，北京、天津和上海高度协调，其余地区为良好协调。一方面反映了我国沿海地区随着区域生态文明制度政策不断优化，产业结构绿色转型升级加快，产业效率与生态效率耦合协调水平不断提升，但另一方面也应该看到当前我国沿海地区产业效率与生态效率耦合协调空间差异明显，还需要进一步缩小空间差异，全面降低产业发展对资源环境的负面效应。
图4 我国沿海地区产业效率与生态效率耦合协调度空间演变

Fig.4 The spatial characteristics of coordination degree of industrial efficiency and ecological efficiency in the coastal areas of China

3 我国沿海地区产业生态化影响因素分析

3.1 产业生态化与各影响因素拟合分析

根据上述我国沿海地区产业生态化时空演变特征分析，研究区域产业生态化存在明显的空间集聚与空间差异现象。根据指标选取原则，考虑沿海地区产业发展趋势和数据可获得性，分析多因素下产业生态化空间格局演变的影响机理。其中，IEC、IEF、EEF为被解释变量，分别表示产业生态化水平、产业效率和生态效率；INA代表工业集聚，反映工业集聚对产业生态化时空演变的影响，用该区域工业增加值占GDP比重除以全国工业增加值占GDP比重表示；R&D表示科技创新，反映科技创新对资源利用、环境治理以及经济转型等方面的影响，用科技研发投入占GDP比重表示；ENC表示环境规制强度，反映环境治理对投入产出规模、结构和配置等方面的影响，用工业污染治理投资占工业总产值比重表示；URB代表城镇化，反映城镇化发展速度、规模和质量等对产业生态化影响，用非农业人口占总人口比重表示；FDI表示全球化，反映全球化过程中的“污染避难所假说”负效应和环境溢出正效应，用各省域的外商直接投资表示；MRK表示市场化，反映市场化发展对经济发展、资源节约和污染物排放的影响，用王小鲁、樊纲等编制的《中国分省份市场化指数报告》中的省域市场化指数表示[37-38]。对模型中选取的IEC、IEF、EEF等被解释变量和INA等6个解释变量，进行散点图拟合（图略），多数变量之间呈现相对明显的线性关系，但还需要进一步建立模型以科学分析具体的影响系数和方向。

3.2 模型计算与结果分析

3.2.1 模型计算过程

研究对产业生态化水平、产业效率、生态效率与科技创新等6个影响因素变量进行描述性统计，以便更加系统、直观地了解样本数据的基本情况（表5）。
表5 变量的描述性统计

Tab.5 Descriptive statistics of variables

变量名 单位 最小值 最大值 均值 标准差
IEC - 0.10 0.90 0.42 0.19
IEF - 0.03 0.88 0.33 0.21
EEF - 0.31 0.96 0.69 0.14
INA - 0.33 1.26 1.00 0.25
ENC % 0.39 3.08 1.22 0.45
D&R % 0.15 6.01 1.71 1.38
URB % 26.22 89.60 59.26 16.67
FDI 百亿美元 24.48 2 257.32 607.15 510.30
MRK - 3.93 10.92 7.35 1.56
为了防止数据出现伪回归现象，保证数据测算模型结果的有效性，研究采用LLC和ADF两种方法对数据进行平稳性检验（表6）。
表6 面板数据的平稳性检验

Tab.6 Stationarity test of panel data

变量名 LLC统计量 P值 ADF统计量 P值 结论
IEC -3.49 0.0002 -1.39 0.0490 平稳
IEF -6.81 0.0000 -2.71 0.0033 平稳
EEF -4.71 0.0000 -1.60 0.0487 平稳
INA -3.93 0.0000 -1.28 0.0494 平稳
ENC -3.30 0.0005 -2.42 0.0046 平稳
D&R -2.73 0.0031 -3.88 0.0001 平稳
URB -4.61 0.0000 -2.93 0.0017 平稳
FDI -2.77 0.0028 -0.62 0.0499 平稳
MRK -1.55 0.0479 1.60 0.0484 平稳
本文对2000—2015年我国沿海地区12个省市产业生态化的影响因素进行回归分析，为避免异方差的存在，对面板数据进行取对数处理，分别采用固定效应模型、随机效应模型和GMM模型对数据进行回归分析，并通过Hausman检验识别最优解释模型。GMM模型称为广义矩法，适应于宏观面板数据分析，具有比传统模型更好的适应性和有效性，能够克服固定效应模型或者随机效应模型等模型对动态面板数据分析时的偏估计量弊端，根据计算结果分析（表7），GMM模型解释能力优于固定效应、随机效应模型，因此研究选择GMM模型对产业生态化影响因素进行分析研究。
表7 我国沿海地区产业生态化影响因素面板回归结果

Tab.7 Panel regression results of factors affecting industrial ecology in the coastal areas of China

被解释变量 IEC IEF EEF
固定效应 随机效应 GMM模型 固定效应 随机效应 GMM模型 固定效应 随机效应 GMM模型
Cons -1.6278*** -1.5540*** 0.0070 -2.0638*** -1.9399*** 0.3711*** -0.7516*** -0.6859*** -0.7438***
（-5.44） （-3.99） （0.06） （-5.40） （-2.95） （4.49） （-4.04） （-3.69） （-8.47）
lnINA 0.0478 -0.1964 -0.4959*** 0.1639 -0.3154 -0.2175*** 0.1628* 0.0631 -0.3519***
（0.32） （-1.34） （-11.46） （0.86） （-1.43） （-6.19） （1.76） （0.79） （-13.02）
lnENC -0.0280 0.0097 0.1052*** 0.0130 0.1092 0.1308*** -0.0458* -0.0407 0.1192***
（-0.67） （0.16） （11.62） （0.24） （0.99） （6.42） （-1.76） （-1.50） （15.92）
lnR&D 0.3235*** 0.2033** 0.0854*** 0.5299*** 0.2292* 0.1443*** 0.0875** 0.0653* 0.0614***
（5.13） （2.48） （4.76） （6.58） （1.73） （5.93） （2.23） （1.67） （5.12）
lnFDI 0.2527*** 0.2336*** 0.0175** 0.3417*** 0.2898*** 0.0344*** 0.1009*** 0.0951*** 0.0123**
（7.44） （5.08） （2.35） （7.89） （3.74） （2.83） （4.78） （4.51） （2.18）
lnURB 1.8611*** 1.5341*** 0.7381*** 3.1931*** 2.1651*** 1.5882*** 0.6537*** 0.6732*** 0.4298***
（9.28） （6.81） （29.23） （12.48） （6.14） （45.93） （5.24） （5.89） （16.25）
lnMRK 0.0641 0.0027 0.0371 0.1919 0.0102 0.0307 0.0573 0.0470 0.3389***
（0.66） （0.02） （0.62） （1.54） （0.04） （0.50） （0.94） （0.74） （10.19）
调整R² 0.8927 0.8882 0.9311 0.9194 0.7340 0.7322
F统计量 241.16 392.08 80.01

注：***、**、*分别表示在1%、5%、10%置信水平下的显著性。

3.2.2 结果分析

我国沿海地区产业生态化时空演变轨迹不仅取决于各省市发展阶段的影响，也与整体的发展环境、结构要素有关，根据上述计量分析结果，沿海地区产业生态化时序演变和空间差异受到工业集聚、科技创新、环境规制、城镇化、全球化和市场化等因素的共同影响，根据各个影响因素的估计参数可以看出：
①工业集聚（工业区位商）与产业生态化水平、产业效率和生态效率的相关系数分别为-0.4959、 -0.2175、-0.3519，且通过了1%水平下显著性检验。产业结构是联系经济活动和资源环境关系的重要纽带，对要素投入规模与结构、资源优化配置、资源消耗和污染物排放量等方面起到重要作用[39-40]。我国沿海地区工业集聚程度越高，特别是污染密集型产业、能源密集型产业过度集中拥挤增加了资源消耗量、污染物排放量，不利于产业生态效率提高，制约了产业生态化水平进一步提升。
②环境规制与产业生态化水平、产业效率和生态效率的相关系数分别为0.1052、0.1308、0.1192，且通过了1%水平下显著性检验，表明随着环境规制强度的不断提高，产业生态化、产业效率和生态效率越来越高。环境规制能够有效促进企业开展科技创新、倒逼产业结构转型升级，进一步降低要素投入规模、优化投入结构，提高产业运行经济效率和投入产出生态效率。沿海省市多数地区人均GDP达到1万美元以上，公众环境保护意识逐渐增强，生态文明和绿色发展理念不断加强，进一步推动政府投入更多的财政专项资金、提供技术装备和环保人员保障，环境治理能力不断加强，产业转型和技术创新能力不断加强，进而提升了产业生态化水平、经济效率和生态效率。
③科技创新与产业生态化水平、产业效率和生态效率的相关系数分别为0.0854、0.1443、0.0614，且通过了1%水平下显著性检验，进一步体现了科技创新对优化产业生态系统的重要性。一方面新能源开发技术、污染控制技术和清洁生产技术等绿色科技创新能够直接提高资源配置效率、降低资源消耗、减少污染物排放，提高产业生态系统的经济效率、生态效率，另外信息技术等也能够实现产业生态系统的全过程管理，极大地减少中间环节，提高资源配置效率；另一方面科技创新有利于产业转型，推进产业结构向高科技化、绿色化方向发展，最大限度地提高投入产出效率。
④城镇化与产业生态化水平、产业效率和生态效率的相关系数分别为0.7381、1.5882、0.4298，且通过了1%水平下显著性检验，表明城镇化发展有利于提高产业生态化水平、产业效率和生态效率。城镇化具有明显的人口产业集聚效应和空间溢出扩散效应，一方面要素集聚促进了企业、产业之间协同合作创新，降低经济发展资源环境成本，推动产业结构高技术化和高服务化方向发展，提高单位产业产值的经济社会产出效益和资源环境集约节约水平；另一方面产业结构也能够促进人力资本水平集聚与提升，进而提高区域科技创新能力，提升环境保护理念，倒逼内生性经济增长模式的建立，促进经济发展过程的清洁化、绿色化、生态化，降低产业发展对资源环境的影响程度。
⑤全球化与产业生态化水平、产业效率和生态效率具有明显的正相关作用，其相关系数分别为0.0175、0.0344、0.0123，分别通过了5%、1%、5%水平下的显著性检验，表明全球化能够有效促进产业生态系统优化。一方面伴随着全球资金、产业重新区位选择，可能存在“污染避难所”假说，使得污染密集型、能源密集型产业集聚，加大区域资源消耗和污染物排放，降低产业生态化水平；另一方面伴随着可持续发展理念、科学技术、生态文化等全球化，通过各种渠道引进清洁生产技术、能源节约技术和环境保护技术等也促进了区域产业生态化水平，推动产业转型升级。
⑥市场化与生态效率具有明显的正相关作用，其相关系数为0.3389，通过了1%的显著性检验，与产业生态化水平、产业效率呈正相关但没有通过显著性检验。通过具有竞争性的资源环境要素市场，有助于提高要素的时空配置效益，提高投入产出效率，形成环境税收、绿色信贷、生态补偿、绿色金融等为内容的环境经济政策体系，完善经济型和激励型环境管理政策，提高环境治理效益、降低环境保护成本。另外，通过建立完善资源环境类产品价格机制，倒逼企业、产业研发新技术，促进产业转型升级，提高资源配置产出效率和降低污染物排放规模，从而提高产业生态效率。
根据上述空间计量模型分析，各影响因素大致通过系统内部结构、要素配置、区际结构等路径影响产业生态系统的投入产出效率（图5）。
图5 我国沿海地区产业生态化驱动机制

Fig.5 The drive mechanism of industrial ecology in the coastal areas of China

一是从系统内部结构来看，沿海地区经济发展水平高，工业化和城镇化发展水平高，其自身的产业转型能力、科技创新水平等相对较高，产业生态系统的自组织、自维持能力较强，产业生态系统不断优化，同时由于处于经济发展的高水平阶段，公众也具有较强的生态环境意识，对清洁空气、干净水等生态环境产品需求高，不断推动政府、企业采取高强度的环境规制措施，倒逼产业结构不断高级化和协调化，提高环境治理绩效水平。二是从系统要素配置来看，由于沿海地区处于改革开放的前沿区域，其资源环境要素市场优越于其他地区，提高了产业生态系统要素的时空配置效应，通过环境税收等市场化手段进一步提高了环境治理效率。同时，高水平科技创新提高了产业生态系统投入产出配置效率，也促进了系统良性运转。三是从系统区际结构来看，沿海地区具有优越的发展环境，全球化水平较高，先进的可持续发展文化、绿色创新技术等引入一定程度提升了产业效率和生态效率。但也应该看到，沿海地区各省区之间由于自身的产业经济发展基础不同，各影响因素作用强度存在差异等原因，其内部区域的产业效率、生态效率呈现较强的空间差异，高产业生态化水平地区空间溢出效应有限。

4 结论与讨论

本文在构建涵盖产业效率、生态效率维度的产业生态化评价模型基础上，分析我国沿海地区产业生态化时空演变特征和产业效率、生态效率耦合协调特征，并运用GMM模型分析产业生态化、产业效率和生态效率影响因素，构建我国沿海地区产业生态化时空演变综合驱动机制，得出以下结论：
①2000—2015年我国沿海地区产业生态化水平、产业效率和生态效率整体呈持续上升趋势，产业生态化水平由2000年的0.317上升至2015年的0.730，产业效率、生态效率的耦合度、协调度逐年上升，以中高度协调为主，产业生态系统逐渐优化，但产业生态化水平还有很大的提升空间，耦合协调水平也有待提高。
②我国沿海地区产业生态化水平、产业效率和生态效率空间差异明显，并呈现一定的稳定性，天津、北京、上海等地区产业生态化指数以及产业效率、生态效率最高，而河北、广西等地区相对较低，产业生态化水平与经济发展阶段相关。耦合度、协调度也呈现一定的空间差异，但区域差异程度逐渐缩小。
③在面板GMM模型分析基础上，发现工业集聚与沿海地区产业生态化、产业效率和生态效率呈显著性负相关，科技创新、环境规制、城镇化、全球化与产业生态化呈显著性负相关，市场化与生态效率呈显著性正相关。
根据我国沿海地区产业生态化时空演变特征与影响机制，结合中国国情和区域特征，建议从以下几个方面提高产业生态化水平：
①促进产业绿色转型升级，加强产业资源生态管理。大力发展低碳经济、循环经济、绿色经济，促进生产过程清洁化、绿色化和生态化，降低高耗能、高污染型产业结构比例，提高产业结构高技术化、高服务化、协调化水平。建立基于资源减量化、物质再利用和废物再循环的产业资源流共生框架，建立“绿色开采—绿色生产—绿色消费—绿色回收”管理体系，依据全生命周期思想，建立基于共生网络的产业资源生态管理框架，实现产业投入资源、虚拟化、减量化和集约化管理，优化产业生态系统。
②打造绿色创新科研平台，完善区域科技创新体系。以研发新能源开发技术、污染控制技术和清洁生产技术等绿色科技创新技术为基础，推进区域可持续发展创新示范区建设，建立绿色科研创新平台、学科和协同创新中心，破解制约产业生态化发展的关键技术难题，为实现产业与环境协调发展提供支撑与保障。形成科技创新文化氛围，建立符合省市特色的创新资源流动顺畅、协同互动和高效配置效率的科技创新生态系统，形成具有区域竞争力的绿色科技创新体系，推进产业绿色循环低碳发展。
③完善环境市场经济体制，提高全球化环境溢出正效应。建立基于“明晰产权、环境税收、绿色金融、环境定价、环保证券、生态补偿”等为基础的环境经济政策体系，优化各种类型环境规制组合工具，完善资源环境类产品市场体系，创新绿色产品市场机制。进一步推进沿海地区与其他国家地区协同合作，引进先进的可持续发展理念、绿色科技创新技术、生态文化等，提高全球化进程中环境溢出正效应。
④完善优化产业政策体系，实施区域差异化政策措施。发挥产业组织政策、产业结构政策和产业布局政策对产业生态化的重要引导和促进作用。通过生态兼并和重组方式，实现产业生态化规模化发展，形成多元化产业生态投资结构。完善主导产业选择政策，制定新兴产业扶持政策，辅以衰退产业援助政策，打造基于“生态农业—生态工业—服务业生态化”三位一体的绿色产业体系，以生态产业园区、生态文明先行示范区、循环化改造基地等为载体，构建产业生态网络，建立完善的产业分工体系。
本文尝试在“产业效率—生态效率”维度下界定和建立了我国沿海地区产业生态化内涵与指标体系，并运用空间计量模型展开了详细分析，但由于产业生态系统的复杂性、多元性和综合性等特点，以及目前统计数据有限和统计口径等问题，给相关研究带来了一定的挑战，有关产业生态化的人文经济地理学问题还有待于进一步拓展。首先，需要建立涵盖统计数据、调研数据的产业生态化数据库，根据产业生态化内涵和数据库特点，优化完善指标体系，研究沿海地区的地级市、城市群产业生态化时空演变规律，梳理不同工业化、城市化发展阶段下的产业生态化状态和趋势，尝试“产业—园区—企业”等维度下的产业生态化研究；其次，分析产业生态化影响机理，运用新的空间分析方法和研究模型，探索科技创新、环境规制、市场机制等对产业生态化的影响路径，建立基于“城市群—省域—地市”“行业—企业”等不同空间尺度和产业尺度的产业生态化影响机理框架；最后，形成产业生态化系统的内部结构、要素配置、区际结构优化对策路径，总结典型案例区域经验，为优化产业生态系统、促进系统可持续性，实现区域人地协调发展提供指导。

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